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Steuervorrichtung für Wärmeregler mit Magnetverstärker
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Wärmeregler mit Magnetverstärker, in Verbindung mit einer Brückenschaltung, deren Zweige von beiden Kontrollwicklungen des Magnetverstärkers, von einem thermoelektrischen Detektor sowie einem Vergleichswiderstand gebildet sind ; mit derartigen Vorrichtungen werden bei Wärmeverbrauchern im industriellen Betrieb die Einschaltung von Wärmereglem zur Konstanthaltung der Temperatur gesteuert.
Bei Wärmeverbrauchern im industriellen oder gewerblichen Betrieb-z. B. bei Kunstharzpressen, bei Öfen für Wärmebehandlung und anderem mehr - muss die Betriebstemperatur innerhalb äusserst enger Grenzen konstant gehalten werden, so dass zu ihrer Steuerung und Regulierung Geräte mit hoher Ansprechempfindlichkeit erforderlich sind ; bei den hiefür bisher verwendeten Steuergeräten wird jedoch die thermische Trägheit der Metallmasse sowie der Isolierung der beheizten Teile des Wärmeverbrauchers nicht berücksichtigt, so dass bei Durchgabe eines am Wärmeverbraucher eintretenden Temperaturabfalles bzw.
- anstieges an das thermisch ansprechende Gerät die Temperatur im Verbraucher selbst schon unter den eingestellten Sollwert abgesunken bzw. bereits über demselben liegt und auch nach bereits erfolgter Abschaltung der Wärmezuleitung infolge der thermischen Trägheit noch weiter eine steigende Tendenz zeigt ; dadurch wird aber am betreffenden Verbraucheraggregat der Temperaturverlauf unstabil und es treten im allgemeinen synusförmige Schwankungen um den eingestellten Sollwert auf.
Es ist zwar bereits aus der deutschen Patentschrift Nr. 1057795 ein Wärmeregler mit Thermoelement und Magnetverstärker in Brückenschaltung sowie aus der deutschen Patentschrift Nr. 1124579 ein nach dem
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; fernerkenstromkreis beschrieben, in dessen einen Zweig ein Wärmefühler eingeschaltet ist.
Nach der Erfindung wird nun bei Steuervorrichtungen für Wärmeregler mit Magnetverstärker der eingangs beschriebenen Art der oben aufgezeigte Nachteil dadurch behoben, dass zu beiden Kontrollwicklungen des Magnetverstärkers je eine Kapazität parallelgeschaltet ist, die wechselweise durch ein über den Verstärker auf Temperaturänderungen im Verbraucher ansprechendes Relais in den zugeordneten Stromkreis eingeschaltet werden, wodurch bei eintretendem Temperaturrückgang und nicht erregtem Relais der den in dieser Phase eingeschalteten Kondensator aufladende Stromkreis geschlossen wird und sich der entstehende Strom zu dem in der p'aral1elgeschaltetenKontrollwicklung fliessenden summiert, um die Brücke ausser Gleichgewicht zu bringen und ein beschleunigtesAnziehen des Relais zu bewirken,
wogegen bei erregtem Relais der andere Kondensator eingeschaltet wird und sich sein Ladestrom zu dem in der ihm zu- gehörigen Kontrollwicklung vorhandenen summiert und dadurch den Abfall des Relais beschleunigt, so dass durch dieses Zusammenwirken im Wärmeverbraucher die Temperatur praktisch exakt konstant gehalten wird.
Bei dieser Steuervorrichtung kann zweckmässig zu jeder der beiden Kontrollwicklungen des Magnetverstärkers ein Kondensator und ein zu diesem in Reihe liegender Widerstand parallelgeschaltet sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Steuervorrichtung für Wärmeregler in Fig. l'im prinzipiellen Schaltschema und in Fig. 2 in Gesamtübersicht dargestellt ; Fig. 3 und 4 zeigen zwei Diagramme des Temperaturverlaufes im Verbraucheraggregat, einmal bei Verwendung eines
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bisher bekannten Wärmereglers (Fig. 3) und im andern Fall mit einer erfindungsgemässen Steuervorrichtung.
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Z2 zweischaltung eines Kondensators und eines Widerstandes gebildetes RC-Glied -Rl bzw.
C -R parallelgeschaltet ; ferner ist an die Speisebatterie B der Brückenschaltung über einen veränderlichen Widerstand P ein Relais K mit einem Kontakt Kl angeschlossen, über dessen beide andern Umschaltkontakte K2 und Kg schliesslich wahlweise einer der beiden Kondensatoren Cl und C2 der Brücken-
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geschlossen wird.
Ist nun die Brückenschaltung im Gleichgewicht, dann fliessen in den Kontrollwicklungen Zl und Z auch gleiche Ströme und das Relais K wird nicht erregt. Liegt dagegen die vom Messwiderstand Rt abgenommene Temperatur des Verbrauchers über dem eingestellten Sollwert, dann kommt die Brückenschaltung ausser Gleichgewicht und in der Kontrollwicklung Z fliesst ein stärkerer Strom als in der Wicklung Z, wodurch nun der Kondensator C2 aufgeladen wird und sich seine Spannung, der in der Wicklung Z vorhandenen Differenzspannung, überlagert, so dass wieder das Relais K bedeutend schneller erregt wird als wenn die Brückenschaltung ohne die zusätzlichen Kondensatoren arbeiten würde ;
imAugenblickderErregungdesRelaiswirdnunderUmschaltkontaktvonderbisherigenVerbindungK-K (Kondensator C) auf K-K umgelegt und dadurch der andere Kondensator Cl eingeschaltet und nunmehr dieser aufgeladen, so dass sich der dadurch bedingte Strom zu dem in der zugehörigen Kontrollwick- lung Z vorhandenen summiert und dieBrücke im andernSinne alsvorher ausserGleichgewicht gelangt ; durch die beschleunigte Öffnung des Relais K wird also auch die thermische Einspeisung in das Verbraucheraggregat entsprechend früher abgeschaltet.
Das Diagramm der Fig. 3 zeigt nun beiAnlagen mit bisher bekannten Wärmereglern den Temperaturverlauf im Verbraucheraggregat mit gleichmässigen synusförmigen Schwankungen. In Fig. 4 ist demgegenüber die bei Verwendung eines Wärmereglers mit Magnetverstärker sowie der erfindungsgemässen Steuervorrichtung erzielbare thermische Einspeisung des Verbraucheraggregates veranschaulicht, die deutlich einen völlig konstanten Verlauf zeigt ; die thermische Versorgung des Verbrauchergerätes erfolgt daher in technisch völlig einwandfreier Weise und die Energieaufnahme liegt verlässlich innerhalb ganz enger, im Vergleich mit der gewünschten Temperatureinstellung vernachlässigbarer kleiner Toleranzen.
Bei entsprechendem Aufbau des Magnetverstärkers A kann das Relais K selbstverständlich auch durch einen gewöhnlichen Femschalter zur direkten Stromversorgung eines Heizwiderstandes ersetzt werden ; in andern Fällen kann das Relais K ebensogut auch Elektroventile oder motorbeaufschlagte Ventile bzw. entsprechend äquivalente Steuergeräte für die Brennstoffzufuhr schalten ; die durch die Steuervorrichtung erzielte Beschleunigung der Relaisschaltung kann anstatt über den veränderlichen Widerstand P selbstverständlich auch in anderer Weise erreicht werden : wie z.
B. durch Änderung derKapazität derKon- densatoren Ci und cl ; die gesamte schaltungsmässige Anordnung und Auslegung der erfindungsgemässen Steuervorrichtung kann selbstverständlich den jeweiligen Gegebenheiten undBetriebsbedingungen des Ver- braucheraggregates angepasst werden-insbesondere also die Dimensionierung der zusätzlichen Kondensatoren C, und C an die Metallmasse und der thermischen Trägheit des Verbrauchergerätes.
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